一种耐火浇注料及其制备方法

substitution on the thermal evolution and ceramics formation of potassium-based geopolymer,ceramics international 36(2010)2395
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2400”所报道制备方法制备。
11.第二方面，本发明提供了一种耐火浇注料，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的骨料50％～80％、粒度＜0.075mm的骨料0～40％、粒度＜0.075mm的粉体0～20％、结合剂0.1％～20％；外加占上述原料总重0.1％～10％的减水剂和5％～10％的水；所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物或/和铯基铝硅酸盐地聚物。
12.根据上述的耐火浇注料，优选地，所述骨料为莫来石、红柱石、蓝晶石、硅线石、焦宝石、煤矸石、镁铝尖晶石中的至少一种。更加优选地，所述骨料为莫来石。
13.根据上述的耐火浇注料，优选地，所述粉体为莫来石、红柱石、蓝晶石、硅线石、焦宝石、煤矸石、钾长石、碳酸钾、氢氧化钾、氧化硅微粉、镁铝尖晶石中的至少一种。更加优选地，所述粉体为莫来石。
14.根据上述的耐火浇注料，优选地，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的莫来石50％、粒度＜0.075mm的莫来石35％、结合剂15％；外加占上述原料总重0.2％的减水剂和6％的水；所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物或/和铯基铝硅酸盐地聚物。
15.根据上述的耐火浇注料，优选地，所述减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂或六偏磷酸钠。
16.根据上述的耐火浇注料，优选地，所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物。
17.第三方面，本发明提供了上述第二方面所述耐火浇注料在制备电池正极材料煅烧用耐火容器中的应用。
18.根据上述的应用，优选地，所述电池为新能源电池。更加优选地，所述新能源电池为锂电池、钠电池。
19.根据上述的应用，优选地，所述正极材料包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类似物、普鲁士白类似物、聚阴离子化合物。更加优选地，所述锂电池的正极材料包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂；所述钠电池的正极材料包括层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类似物、普鲁士白类似物、聚阴离子化合物。
20.根据上述的应用，优选地，所述耐火容器为耐火匣钵。
21.第四方面，本发明提供了一种上述第二方面所述耐火浇注料的制备方法，包括以下步骤：
22.(1)将骨料、粉体、结合剂、减水剂混合均匀，得到混合料；
23.(2)向步骤(1)制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；
24.(3)步骤(2)制备的湿混浇注料经浇筑、养护、烘干处理后在1000℃～1300℃煅烧1h～6h，得到耐火浇注料制品。
25.第五方面，本发明提供了一种耐火匣钵，所述耐火匣钵由上述第二方面所述耐火浇注料制备而成。
26.根据上述的耐火匣钵，优选地，所述耐火匣钵为电池正极材料煅烧用耐火匣钵。
27.根据上述的耐火匣钵，优选地，所述电池为新能源电池。更加优选地，所述新能源电池为锂电池、钠电池。
28.根据上述的耐火匣钵，优选地，所述正极材料包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类似物、普鲁士白类似物、聚阴离子化合物。更加优选地，所述锂电池的正极材料包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂；所述钠电池的正极材料包括层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类似物、普鲁士白类似物、聚阴离子化合物。
29.上述耐候匣钵的制备方法为：将骨料、粉体、结合剂、减水剂混合均匀，得到混合料；向混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；湿混浇注料经浇筑、养护、烘干处理后在1000℃～1300℃煅烧1h～6h，得到耐火匣钵。
30.与现有技术相比，本发明取得的积极有益效果如下：
31.(1)钾基铝硅酸盐地聚物或/和铯基铝硅酸盐地聚物为具有三维网络结构的胶凝相k/cs{-(sio2)z-alo2}n
·
wh2o材料，本发明以钾基铝硅酸盐地聚物或/和铯基铝硅酸盐地聚物作为制备耐火浇注料的结合剂时，钾基铝硅酸盐地聚物、铯基铝硅酸盐地聚物能均匀地胶粘在耐火原料颗粒的表面，起到包裹耐火原料颗粒的作用，能够避免耐火原料与新能源电池正极材料前驱体(如ni5co2mn3(oh)2/li2co3；ni8co1mn1(oh)2/lioh；na2co3/mno2)在高温煅烧下分解形成的碱金属氧化物金属氧化物接触，避免碱金属氧化物与耐火原料发生界面反应，减少煅烧过程中新能源正极材料前驱体对耐火材料的侵蚀；而且，包裹在耐火原料颗粒表面的钾基铝硅酸盐地聚物在耐火材料煅烧过程中能够形成具有高熔点的kalsio4相或kalsi2o6相，铯基铝硅酸盐地聚物在耐火材料煅烧过程中能够形成具有高熔点的csalsio4相或csalsi2o6相，这些高熔点物相可极大地提高耐火浇注料抗新能源电池正极材料前驱体侵蚀性能、高温力学性能和热震稳定性，极大地提高了耐火材料下体的使用寿命，同时也能够有效避免煅烧过程新能源正极材料的污染，制备的新能源正极材料品质高，性能佳。
32.(2)与铝酸钙水泥、水合莫来石或氧化镁-氧化硅复合粉为结合剂的浇注料相比，本发明以钠基铝硅酸盐地聚物、钾基铝硅酸盐地聚物或铯基铝硅酸盐地聚物作为结合剂制备的湿混浇筑料可在24小时内实现施工、养护和脱模，施工效率高；与现有先进行机械压制，再进行高温煅烧制备耐火匣钵相比，施工便捷，劳动强度低，能耗低，污染小，适用性高；而且，本发明制备湿混浇注料经养护、脱模后常温抗折强度为5.3～7.8mpa，耐压强度为11.1～15.9mpa，脱模强度高；而且，在1000～1300℃煅烧后，强度高，其抗折强度能达到11.2～23.4mp，耐压强度能达到21.4～44.1mpa，热震稳定性好(3次风冷后残余强度保持率70％～80％)。
附图说明
33.图1为本发明实施例1制备的匣钵耐火材料试样照片；
34.图2为为本发明实施例1制备的匣钵耐火材料试样的背散射电子显微图片。
具体实施方式
35.以下通过具体的实施例对本发明作进一步详细说明，但并不限制本发明的范围。
36.下列实施例中未注明具体条件的实验方法，均采用本技术领域常规技术，或按照生产厂商所建议的条件；所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常
规产品。
37.为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
38.实施例1：
39.一种耐火浇注料，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的莫来石50％、粒度＜0.075mm的莫来石35％、结合剂15％，外加占上述原料总重0.2％减水剂和6％水。其中，所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物，所述减水剂为萘系减水剂(fs10)。
40.一种耐火匣钵，所述耐火匣钵由上述耐火浇注料制备而成。
41.上述耐火匣钵的具体制备方法为：
42.(1)将粒度为0.075～3mm的莫来石、粒度＜0.075mm的莫来石、结合剂、减水剂混合，搅拌均匀，得到混合料；
43.(2)向步骤(1)制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；
44.(3)湿混浇注料经浇筑、养护、110℃烘干处理后在1300℃煅烧3h，得到耐火匣钵。
45.图1为本发明实施例1制备的匣钵耐火材料试样照片。从图1可以看出，钾基铝硅酸盐地聚物结合的匣钵耐火材料试样经1300℃煅烧后，成为了结构完整的致密耐火材料，未出现任何熔融现象，这是因为kalsi2o6具有高于1600℃的熔融温度。
46.图2为为本发明实施例1制备的匣钵耐火材料试样的背散射电子显微图片。从图2可以看出，经1300℃煅烧后，钾基铝硅酸盐地聚物在高温下生成kalsi2o6，在材料内颗粒与颗粒间形成了牢固的结合。
47.实施例2：
48.一种耐火浇注料，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的煤矸石50％、粒度＜0.075mm的煤矸石35％、结合剂15％，外加占上述原料总重0.2％减水剂和8％水。其中，所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物，所述减水剂为六偏磷酸钠。
49.一种耐火匣钵，所述耐火匣钵由上述耐火浇注料制备而成。
50.上述耐火匣钵的具体制备方法为：
51.(1)将粒度为0.075～3mm的煤矸石、粒度＜0.075mm的煤矸石、结合剂、减水剂混合，搅拌均匀，得到混合料；
52.(2)向步骤(1)制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；
53.(3)湿混浇注料经浇筑、养护、110℃烘干处理后，在1100℃煅烧3h，得到耐火匣钵。
54.实施例3：
55.一种耐火浇注料，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的莫来石80％、粒度＜0.075mm的莫来石12.8％、粒度＜0.075mm的莫来石0.2％、结合剂7％，外加占上述原料总重1.7％减水剂和8％水。其中，所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物，所述减水剂为萘系减水剂(fs20)。
56.一种耐火匣钵，所述耐火匣钵由上述耐火浇注料制备而成。
57.上述耐火匣钵的具体制备方法为：
58.(1)将粒度为0.075～3mm的莫来石、粒度＜0.075mm的莫来石、结合剂、减水剂混合，搅拌均匀，得到混合料；
59.(2)向步骤(1)制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；
60.(3)湿混浇注料经浇筑、养护、110℃烘干处理后，在1100℃煅烧3h，得到耐火匣钵。
61.实施例4：
62.一种耐火浇注料，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的莫来石67％、粒度＜0.075mm的莫来石17％、粒度＜0.075mm的煤矸石11％、结合剂5％，外加占上述原料总重6％减水剂和5％水。其中，所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物，所述减水剂为萘系减水剂(fs65)。
63.一种耐火匣钵，所述耐火匣钵由上述耐火浇注料制备而成。
64.上述耐火匣钵的具体制备方法为：
65.(1)将粒度为0.075～3mm的莫来石、粒度＜0.075mm的莫来石、粒度＜0.075mm的煤矸石、结合剂、减水剂混合，搅拌均匀，得到混合料；
66.(2)向步骤(1)制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；
67.(3)湿混浇注料经浇筑、养护、105℃烘干处理后，在1300℃煅烧1h，得到耐火匣钵。
68.实施例5：
69.一种耐火浇注料，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的莫来石70％、粒度＜0.075mm的莫来石1％、粒度＜0.075mm的煤矸石20％、结合剂9％，外加占上述原料总重0.1％减水剂和10％水。其中，所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
70.一种耐火匣钵，所述耐火匣钵由上述耐火浇注料制备而成。
71.上述耐火匣钵的具体制备方法为：
72.(1)将粒度为0.075～3mm的莫来石、粒度＜0.075mm的莫来石、粒度＜0.075mm的煤矸石、结合剂和减水剂混合，搅拌均匀，得到混合料；
73.(2)向步骤(1)制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；
74.(3)湿混浇注料经浇筑、室温养护、105℃烘干处理后，在1200℃煅烧4h，得到耐火匣钵。
75.实施例6：
76.一种耐火浇注料，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的莫来石75％、粒度＜0.075mm的莫来石5％、粒度＜0.075mm的煤矸石10％、结合剂10％，外加占上述原料总重10％减水剂、和10％水，其中，所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物，所述减水剂为萘系减水剂(fs60)。
77.一种耐火匣钵，所述耐火匣钵由上述耐火浇注料制备而成。
78.上述耐火匣钵的具体制备方法为：
79.(1)将粒度为0.075～3mm的莫来石、粒度＜0.075mm的莫来石、粒度＜0.075mm的煤矸石、结合剂和减水剂混合，搅拌均匀，得到混合料；
80.(2)向步骤(1)制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；
81.(3)湿混浇注料经浇筑、室温养护、105℃烘干处理后，在1100℃煅烧6h，得到耐火匣钵。
82.实施例7：
83.一种耐火浇注料，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～
3mm的煤矸石65％、粒度＜0.075mm的煤矸石25％、粒度＜0.075mm的钾长石1％、结合剂9％，外加占上述原料总重8％减水剂和6.5％水。其中，所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物，所述减水剂为萘系减水剂(fs60)。
84.一种耐火匣钵，所述耐火匣钵由上述耐火浇注料制备而成。
85.上述耐火匣钵的具体制备方法为：
86.(1)将粒度为0.075～3mm的煤矸石、粒度＜0.075mm的煤矸石、粒度＜0.075mm的钾长石、结合剂和减水剂混合，搅拌均匀，得到混合料；
87.(2)向步骤(1)制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；
88.(3)湿混浇注料经浇筑、室温养护、105℃烘干处理后，在1100℃煅烧3h，得到耐火匣钵。
89.实施例8：
90.一种耐火浇注料，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的莫来石60％、粒度＜0.075mm的莫来石20％、粒度＜0.075mm的煤矸石19.9％、结合剂0.1％，外加占上述原料总重2％减水剂和6％水。其中，所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物，所述减水剂为萘系减水剂(fs60)。
91.一种耐火匣钵，所述耐火匣钵由上述耐火浇注料制备而成。
92.上述耐火匣钵的具体制备方法为：
93.(1)将粒度为0.075～3mm的莫来石、粒度＜0.075mm的莫来石、粒度＜0.075mm的煤矸石、结合剂和减水剂混合，搅拌均匀，得到混合料；
94.(2)向步骤(1)制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；
95.(3)湿混浇注料经浇筑、室温养护、110℃烘干处理后，在1100℃煅烧3h，得到耐火匣钵。
96.实施例9：
97.一种耐火浇注料，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的莫来石55％、粒度＜0.075mm的莫来石27％、粒度＜0.075mm的煤矸石15％、结合剂3％，外加占上述原料总重1％减水剂和6％水。其中，所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物，所述减水剂为萘系减水剂(fs60)。
98.一种耐火匣钵，所述耐火匣钵由上述耐火浇注料制备而成。
99.上述耐火匣钵的具体制备方法为：
100.(1)将粒度为0.075～3mm的莫来石、粒度＜0.075mm的莫来石、粒度＜0.075mm的煤矸石、结合剂和减水剂混合，搅拌均匀，得到混合料；
101.(2)向步骤(1)制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；
102.(3)湿混浇注料经浇筑、室温养护、110℃烘干处理后，在1100℃煅烧3h，得到耐火匣钵。
103.实施例10：
104.一种耐火浇注料，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的莫来石70％、粒度＜0.075mm的煤矸石20％、结合剂10％，外加占上述原料总重3％减水剂和6％水。其中，所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
105.一种耐火匣钵，所述耐火匣钵由上述耐火浇注料制备而成。
106.上述耐火匣钵的具体制备方法为：
107.(1)将粒度为0.075～3mm的莫来石、粒度＜0.075mm的煤矸石、结合剂和减水剂混合，搅拌均匀，得到混合料；
108.(2)向步骤(1)制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；
109.(3)湿混浇注料经浇筑、室温养护、110℃烘干处理后，在1100℃煅烧3h，得到耐火匣钵。
110.实施例11：
111.一种耐火浇注料，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的莫来石55％、粒度＜0.075mm的莫来石40％、结合剂5％，外加占上述原料总重1％减水剂和5％水。其中，所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物，所述减水剂为萘系减水剂(fs60)。
112.一种耐火匣钵，所述耐火匣钵由上述耐火浇注料制备而成。
113.上述耐火匣钵的具体制备方法为：
114.(1)将粒度为0.075～3mm的莫来石、粒度＜0.075mm的莫来石、结合剂和减水剂混合，搅拌均匀，得到混合料；
115.(2)向步骤(1)制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；
116.(3)湿混浇注料经浇筑、室温养护、110℃烘干处理后，在1100℃煅烧3h，得到耐火匣钵。
117.实施例12：
118.一种耐火浇注料，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的镁铝尖晶石50％、粒度＜0.075mm的镁铝尖晶石35％、粒度＜0.075mm的焦宝石10％、结合剂5％，外加占上述原料总重0.2％减水剂和5.4％水。其中，所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物，所述减水剂为萘系减水剂(fs60)。
119.一种耐火匣钵，所述耐火匣钵由上述耐火浇注料制备而成。
120.上述耐火匣钵的具体制备方法为：
121.(1)将粒度为0.075～3mm的镁铝尖晶石、粒度＜0.075mm的镁铝尖晶石、粒度＜0.075mm的焦宝石、结合剂和减水剂混合，搅拌均匀，得到混合料；
122.(2)向步骤(1)制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；
123.(3)湿混浇注料经浇筑、室温养护、110℃烘干处理后，在1100℃煅烧3h，得到耐火匣钵。
124.实施例13：
125.一种耐火浇注料，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的红柱石50％、粒度＜0.075mm的红柱石35％、粒度＜0.075mm的红柱石10％、结合剂15％，外加占上述原料总重0.2％减水剂和6％水。其中，所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物，所述减水剂为萘系减水剂(fs60)。
126.一种耐火匣钵，所述耐火匣钵由上述耐火浇注料制备而成。
127.上述耐火匣钵的具体制备方法为：
128.(1)将粒度为0.075～3mm的红柱石、粒度＜0.075mm的红柱石、结合剂和减水剂混合，搅拌均匀，得到混合料；
129.(2)向步骤(1)制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；
130.(3)湿混浇注料经浇筑、室温养护、110℃烘干处理后，在1100℃煅烧3h，得到耐火匣钵。
131.实施例14：
132.一种耐火浇注料，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的硅线石55％、粒度＜0.075mm的硅线石40％、结合剂15％，外加占上述原料总重1％减水剂和6％水。其中，所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物，所述减水剂为萘系减水剂(fs60)。
133.一种耐火匣钵，所述耐火匣钵由上述耐火浇注料制备而成。
134.上述耐火匣钵的具体制备方法为：
135.(1)将粒度为0.075～3mm的硅线石、粒度＜0.075mm的硅线石、结合剂和减水剂混合，搅拌均匀，得到混合料；
136.(2)向步骤(1)制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；
137.(3)湿混浇注料经浇筑、室温养护、110℃烘干处理后，在1100℃煅烧3h，得到耐火匣钵。
138.实施例15：
139.一种耐火浇注料，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的焦宝石70％、粒度＜0.075mm的焦宝石20％、结合剂10％，外加占上述原料总重3％减水剂和5％水。其中，所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物，所述减水剂为萘系减水剂(fs60)。
140.一种耐火匣钵，所述耐火匣钵由上述耐火浇注料制备而成。
141.上述耐火匣钵的具体制备方法为：
142.(1)将粒度为0.075～3mm的焦宝石、粒度＜0.075mm的焦宝石、结合剂和减水剂混合，搅拌均匀，得到混合料；
143.(2)向步骤(1)制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；
144.(3)湿混浇注料经浇筑、室温养护、110℃烘干处理后，在1100℃煅烧3h，得到耐火匣钵。
145.实施例16：
146.一种耐火浇注料，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的氧化铝50％、粒度＜0.075mm的氧化铝35％、粒度＜0.075mm的钾长石细粉5％、粒度＜0.075mm的氧化硅微粉5％、结合剂15％，外加占上述原料总重0.2％减水剂和6％水。其中，所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物，所述减水剂为萘系减水剂(fs60)。
147.一种耐火匣钵，所述耐火匣钵由上述耐火浇注料制备而成。
148.上述耐火匣钵的具体制备方法为：
149.(1)将粒度为0.075～3mm的氧化铝、粒度＜0.075mm的氧化铝、粒度＜0.075mm的钾长石、粒度＜0.075mm的氧化硅微粉、结合剂和减水剂混合，搅拌均匀，得到混合料；
150.(2)向步骤(1)制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；
151.(3)湿混浇注料经浇筑、室温养护、110℃烘干处理后，在1100℃煅烧3h，得到耐火匣钵。
152.本发明制备的耐火匣钵性能测试：
153.对本发明实施例1～实施例16制备的耐火匣钵进行性能测试。同时，为了与本发明进行对比，本发明还进行了对比例1～对比例4，分别制备得到了四种对比匣钵。对比例1～
al2o3)，在高温煅烧的过程中，不仅莫来石会与会与锂电池正极材料分解形成的碱金属氧化物li2o发生界面反应，生成lialo2、li2sio3、lialsio4，结合剂中的al2o3也会与锂电池正极材料分解形成的碱金属氧化物li2o发生界面反应，生成lialo2、li5alo4。对比例4制备耐火匣钵浇注料的骨料为莫来石，粉体为kalsi2o6前驱体，结合剂为黄糊精和水，并采用液压压制的方法制备，在高温煅烧的过程中，莫来石会与锂电池正极材料分解形成的碱金属氧化物li2o发生界面反应，生成lialo2、li2sio3、lialsio4。
166.由上述分析可知，本发明以钾基铝硅酸盐地聚物或铯基铝硅酸盐地聚物作为结合剂制备的耐火匣钵能有效避免莫来石原料与新能源正极材料前驱体(ni5co2mn3(oh)2/li2co3；ni8co1mn1(oh)2/lioh；na2co3/mno2)在高温煅烧下分解形成的碱金属氧化物金属氧化物接触，避免碱金属氧化物与莫来石发生界面反应，减少煅烧过程中新能源正极材料前驱体对耐火材料的侵蚀，提高耐火匣钵的使用寿命。
167.2、耐火匣钵的力学性能和抗新能源电池正极材料侵蚀性能检测：
168.分别按照gb/t 3001-2007和gb/t 5702-2008检测耐火材料在1500℃烧制后抗折强度(cmor)和耐压强度(ccs)，按照gb/t 2997-2000检测耐火材料体积密度(bd)和显气孔率(ap)。检测经3次风冷后试样的残余强度保持率。
169.抗新能源电池正极材料侵蚀性能检测方法为：用制备的匣钵装入20g锂电池正极材料前驱体(ni5co2mn3(oh)2/li2co3＝7:3)，在1100℃下加热，并保持20h，后将得到的锂电池正极材料倒出，计为1次；重复该过程10次。实验结束后，沿着匣钵中心截面切开，测量截面面积比例评估耐火材料的抗正极材料侵蚀率。其中，实施例1-实施例16、对比例1-对比例3均采用浇注料模具制备耐火匣钵，对比例4采用液压机在100mpa压力下压制耐火匣钵；匣钵外径为40mm，壁厚为7mm，深度为40mm。
170.具体检测结果如表1所示。
171.表1本发明制备的耐火匣钵的力学性能、抗新能源电池正极材料侵蚀性能的检测结果
172.由表1可知，本发明制备的耐火匣钵在1000～1300℃煅烧后，强度高，其抗折强度能达到11.2～23.4mp，耐压强度能达到21.4～44.1mpa，具有良好的力学性能。而且，本发明采用低聚物作为结合剂制备的耐火匣钵的锂电池正极材料侵蚀率显著低于对比例1、对比例2、对比例3，说明与采用铝酸钙水泥、氧化镁-氧化硅结合剂、水合氧化铝作为结合剂制备的耐火匣钵相比，本发明制备的耐火匣钵抗正极材料侵蚀能力更强。此外，本发明采用低聚物作为结合剂制备的耐火匣钵经3次风冷后试样的残余强度保持率显著高于对比例1、对比例2、对比例3、对比例4，说明本发明制备的耐火匣钵抗热震稳定性更强。
173.而且，本发明通过耐火材料浇筑制备的耐火匣钵在1000～1300℃煅烧后抗折强度、耐压强度高于对比文件4采用液压压制方法制备的耐火匣钵，说明本发明采用耐火浇注料通过浇筑方法制备电池正极材料煅烧用耐火匣钵的方法是可行的。
174.3、耐火浇注料脱模强度检测
175.对本发明实施例1-实施例16以及对比例1-对比例4制备的耐火匣钵生胚脱模强度的进行检测，其具体检测结果如表2所示。
176.实施例1-实施例16以及对比例1-对比例3耐火匣钵生胚脱模强度的检测方法为：按耐火浇注料的配方组成将骨料、粉体、结合剂、减水剂和外加剂混合，搅拌混合均匀，得到混合料；将水加入混合料中，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料，将湿混浇注料养护24h后脱模；按照gb/t 3001-2007检测脱模后耐火匣钵生胚的强度。
177.对比例4耐火匣钵脱模强度的检测方法为：对比例4是采用液压压制的方法制备耐火匣钵，将耐火材料在100mpa定向压制成型后脱模，检测耐火匣钵生胚强度。
178.表2本发明制备的耐火匣钵的脱模强度检测结果
[0179][0180]
由表2可知，本发明以低聚物作为结合剂制备湿混浇注料经养护、脱模后生胚常温抗折强度为5.3～7.8mpa，耐压强度为11.1～15.9mpa，均高于对比例2和和对比例3，说明与氧化镁-氧化硅结合剂、水合氧化铝作为结合剂制备的耐火匣钵相比，本发明制备的耐火匣钵脱模后生坯强度高。虽然本发明制备的湿混浇注料经养护、脱模后生胚常温抗折强度、耐压强度较对比例1和对比例4略低，但其强度已满足下一步进行热处理所需的施工强度要求。由此说明，本发明以地聚物作为结合剂制备的湿混浇筑料脱模后生胚强度高，而且，可在24小时内实现施工、养护和脱模，施工效率高。
[0181]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.地聚物在制备耐火浇注料中的应用，所述地聚物为钾基铝硅酸盐地聚物或/和铯基铝硅酸盐地聚物。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述耐火浇注料为电池正极材料煅烧用耐火浇注料。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述地聚物作为耐火浇注料的结合剂使用，所述电池为新能源电池。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述新能源电池为锂电池、钠电池；所述正极材料包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类似物、普鲁士白类似物、聚阴离子化合物。5.一种耐火浇注料，其特征在于，按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的骨料50%～80%、粒度＜0.075mm的骨料0～40%、粒度＜0.075mm的粉体0～20%、结合剂0.1%～20%；外加占上述原料总重0.1%～10%的减水剂和5%～10%的水；所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物或/和铯基铝硅酸盐地聚物。6.根据权利要求5所述的耐火浇注料，其特征在于，所述骨料为莫来石、红柱石、蓝晶石、硅线石、焦宝石、煤矸石、镁铝尖晶石中的至少一种。7.根据权利要求5或6所述的耐火浇注料，其特征在于，所述粉体为莫来石、红柱石、蓝晶石、硅线石、焦宝石、煤矸石、钾长石、碳酸钾、氢氧化钾、氧化硅微粉、镁铝尖晶石中的至少一种。8.权利要求5～7任一所述耐火浇注料在制备电池正极材料煅烧用耐火容器中的应用。9.一种耐火匣钵，其特征在于，所述耐火匣钵由权利要求5～7任一所述耐火浇注料制备而成。10.权利要求9所述耐火匣钵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将骨料、粉体、结合剂、减水剂混合均匀，得到混合料；（2）向步骤（1）制备的混合料中加水，搅拌混合均匀，得到湿混浇注料；（3）步骤（2）制备的湿混浇注料经浇筑、养护、烘干处理后在1000℃～1300℃煅烧1h～6h，得到耐火匣钵。

技术总结
本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种耐火浇注料及其制备方法。按质量百分含量计，耐火浇注料的成分组成为：粒度为0.075～3mm的骨料50%～80%、粒度＜0.075mm的骨料0～40%、粒度＜0.075mm的粉体0～20%、结合剂0.1%～20%；外加占上述原料总重0.1%～10%的减水剂和5%～10%的水；所述结合剂为钾基铝硅酸盐地聚物或/和铯基铝硅酸盐地聚物。本发明耐火浇注料抗新能源正极材料前驱体侵蚀性能好，具有优异的高温力学性能和热震稳定性，极大地提高了耐火材料下体的使用寿命，同时也能够有效避免煅烧过程新能源正极材料的污染，制备的新能源正极材料品质高，性能佳。性能佳。


技术研发人员：陈留刚 张洪睿 李烨 张阳 李建伟 马炎
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/9/5